> О”H Вє 298 = ОЈО”H Вє пр - ОЈО”H Вє вих = - (+)
О”H Вє 298 = - 1676 - (0 + 0) = - 1676 кДж/моль
Знак "-" для О”H свідчить про те, що процес протікає з виділенням тепла.
Формула для обчислення ентропії:
О”S Вє 298 = ОЈО”S Вє пр + ОЈО”S Вє вих = - (+)
О”S Вє 298 = 50,92 - (28,35 + 205,04) = - 182,47 кДж/моль В· К
Формула для обчислення теплоємності:
О” = ОЈО”Ср Вє пр + ОЈО”Ср Вє вих = - (+) br/>
О” = 79,04 - (24,35 + 29,35) = 25,34 кДж/моль В· К
Функцію Уліха обчислюємо за формулою:
f (T) = ln () + - 1
Знайдемо чисельні значення функції Уліха для певних температур:
f (0) = 0;
f (1000) = 12,8895;
f (2000) = 26,6782;
f (3000) = 35,6941;
f (4000) = 42,3547;
f (5000) = 47,6316;
f (6000) = 51,9999. p> Розрахуємо вільну енергію Гіббса О”G В° т для температур 298 - 6000 К, результати заносимо в таблицю 6.
Таблиця 6 - Результати обчислень
Т, К
О”G В° т, кДж/моль
298
52700,06
1000
-145825,67
2000
-988786,13
3000
-2167732,39
4000
-3564868,28
5000
-5124248,52
6000
-6812922,03
За даними таблиці будуємо графік залежності О”G В° т (Т) (малюнок 1).
В
Малюнок 1. Графік залежності О”G В° т (Т)
За графіками можна сказати, що:
а) з підвищенням температури термічний ефект реакції знижується, оскільки ентальпія зростає;
б) із збільшенням температури швидкість реакції тільки наростає.
3. Дослідження процесів нагріву, плавлення й охолодження основного металу
3.1 Вибір та обгрунтування розрахункової схеми тіла, що нагрівається і джерела тепла
Виходячи з умов зварювання застосовуємо рухливий точкове джерело теплоти потужністю q, що рухається прямолінійно з постійною швидкістю по поверхні полубесконечного тіла. Схема ПТІ застосовується для дослідження температурних полів при ручного дугового зварювання. p> Умови процесу:
- вид зварювання: ручне дугове зварювання покритими електродами;
- сила струму: I = 330 A;
- напруга: U = 28 В;
- ефективний ККД: h = 0,75;
- швидкість зварювання: П… св = 9 м/год.
Форми тіл, що нагріваються при зварюванні різноманітні. Поширення теплоти істотно залежить від форми і розмірів тіла. Точний облік зміни тіла може призвести до таких ускладнень розрахунку, що його практичне використання виявиться скрутним. Тому у всіх тих випадках, коли нехтування другорядними особливостями форми тіла не призводить до великих погрішностей розрахунку, доцільно спрощувати форми розглянутих тел, зводячи їх до найпростіших. Але грамотне застосування такої схематизації повинно грунтуватися на чіткому розумінні фізичної сутності процесу.
напівнескінченної тіло являє собою масивне тіло з однієї обмежує площиною z = 0. Решта поверхні знаходяться на значній відстані і не впливають на розподіл теплоти (малюнок 2).
x
В
z
y
Малюнок 2-напівнескінченної тіло
Для термічних процесів зварювання плавленням джерело енергії повинен забезпечувати концентрацію теплової енергії і температуру в зоні зварювання, достатні для плавлення металу і провару його на необхідну глибину, але без інтенсивного випаровування.
3.2 Розрахунок температурних полів при нагріванні тіла рухомими джерелами тепла
Розраховуємо розподіл температур вздовж осі шва.
Розрахунок температурних полів проводиться за рівнянням граничного стану поширення тепла, віднесене до рухливої вЂ‹вЂ‹системи координат:
T ( R , x) = () В· exp + Т н ,
де q u - погонна енергія (Вт):
q = I В· U В· h,
q = 330 В· 28 В· 0,75 = 6930 Вт,
l - коефіцієнт теплопровідності, l = 41,9 Вт/м В· град;
П… св - швидкість зварювання (м/ч);
I - сила струму (А);
U - напруга (В);
a - коефіцієнт температуропровідності, a = 8,7 В· 10 -6 м 3 /c,
r =,
де х - координата по осі х (см);
у - координата по осі (у) см.
Для розрахунку розподілу температур уздовж осі шва, розраховуємо Х в ді апазоне від -50 с...
